JP3120078U - 植物栽培装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートパイプの全重量を軽量化することで、ヒートパイプの設置位置に自由度を持たせ、より植物の生育に適するヒートパイプの提供。
【解決手段】ヒートパイプHに供給する熱源流体を気体にして、ヒートパイプの稼働時重力を軽量化する。トンネル栽培施設1内の上部にヒートパイプHを設置して、ヒートパイプHから放出される赤外線電磁波等を効果的に植物Bに浴びせる。
【選択図】図2
【解決手段】ヒートパイプHに供給する熱源流体を気体にして、ヒートパイプの稼働時重力を軽量化する。トンネル栽培施設1内の上部にヒートパイプHを設置して、ヒートパイプHから放出される赤外線電磁波等を効果的に植物Bに浴びせる。
【選択図】図2
Description
ヒートパイプを用いて冷房又は暖房を行う植物栽培装置に関する。
ヒートパイプHとしては、例えば、図1に示すように、真空パイプH1内に、この真空パイプH1の内周面に近接するように熱源パイプH2を貫通して設け、この真空パイプH1内で且つ熱源パイプH2外の空間に熱媒体流体H3を封入したものが、農業施設などの冷暖房に用いられており、熱源パイプH2内に温水又は冷水を通すことで、真空パイプH1外周から放出される熱又は冷気によって暖房又は冷房を行っている。また、ヒートパイプの形態としては、図1の例に限らず、熱媒体流体の蒸発−蒸気の移動−凝縮−熱媒体流体の還元のサイクルを繰り返すことで熱の放出又は吸収を行うものが採用されている。
農業施設にヒートパイプを利用した従来例を挙げると、下記特許文献1に記載のものでは、蒸発器,圧縮機,凝縮機,膨張弁等よりなるヒートポンプシステムとヒートパイプを組み合わせて、農業用ハウス内の冷暖房を行うことが示されている。また、下記特許文献2には、ビニールハウス内のベンチ式栽培槽の底部に循環式の水溶液槽を設け、この水溶液槽の水溶液上面に水溶液を保温又は保冷するヒートパイプを配設し、このヒートパイプによって保温又は保冷された水溶液を、栽培槽の培養土上部に設けた散水管を介して培養土に散水するものが示されている。
ヒートパイプHの真空パイプH1及び熱源パイプH2は熱伝導率の高い素材、例えば銅パイプ等が採用されており、熱媒体流体H3としては、蒸発し易いアルコール系のもの、例えば、エタノール、メタノール等が用いられている。
このヒートパイプHは、真空パイプHの外周から植物の生育に有効な赤外線電磁波(育成光線)や超音波が放射されることが知られているが、これまで、熱源パイプH3内を流通させる流通流体としては温水又は冷水が用いられており、ヒートパイプ稼働時のヒートパイプの全重量を考慮すると敷設場所が地表面、地下部又はその周辺に限られる問題があった。また、供給する水を配送する設備の設備投資が高価になる問題があった。
本考案は、このような問題を解消することを目的とするものであって、ヒートパイプの全重量を軽量化することで、ヒートパイプの設置位置に自由度を持たせ、より植物の生育に適するヒートパイプの活用を提案すること、また、安価な設備で効果的な冷房又は暖房を行うことができる植物栽培装置を提供すること、等を目的とするものである。
このような目的を達成するために、本考案は、一つには、熱源パイプから流入する熱を放出するヒートパイプを用いた植物栽培装置であって、植物栽培施設内の植物地上部周辺に前記ヒートパイプを配置し、前記ヒートパイプの熱源パイプには、加熱気体又は冷却気体を加圧供給することを特徴とする。
また、一つには、前述した特徴を有する植物栽培装置において、前記植物栽培施設はトンネル栽培施設であり、該トンネル栽培施設内の上部に前記ヒートパイプを配置することを特徴とする。
また、一つには、前述した特徴を有する植物栽培装置において、前記熱源パイプの気体供給端部には、圧縮機で加圧された供給気体を加熱して圧送する熱風圧送装置が接続されることを特徴とする。
また、一つには、前述した特徴を有する植物栽培装置において、前記熱源パイプの気体供給端部には、氷冷室内の冷気を圧送して供給する供給手段が接続されることを特徴とする。
また、一つには、前述した特徴を有する植物栽培装置において、前記ヒートパイプの外周面にはマイナスイオン発生源が粉末状で付着されることを特徴とする。
また、一つには、前述した特徴を有する植物栽培装置において、前記植物地上部の上方にLED光源を配置することを特徴とする。
このような特徴を有する本考案によると、ヒートパイプの熱源パイプに熱源として気体を加圧供給するので、ヒートパイプ稼働時の全重量を軽量化することができる。これによって、ヒートパイプの設置箇所の自由度を高めることができ、ヒートパイプを植物栽培施設内の植物地上部周辺に配置して、ヒートパイプから放出される植物の生育に有効な赤外線電磁波や超音波を効果的に植物に浴びせることができる。
特に、トンネル栽培施設に適用する場合には、トンネル栽培施設内の上部にヒートパイプを設置することで、トンネル栽培施設内を効果的に暖房又は冷房することができると共に、植物の地上部に対して、ヒートパイプから放出される赤外線電磁波等を効果的に浴びせることができる。
熱源パイプに加熱気体を供給する場合には、熱源パイプの気体供給端部に熱風圧送装置を接続することで、加圧された加熱気体を植物栽培施設全体に配置したヒートパイプに供給することができる。
また、熱源パイプに冷却気体を供給する場合には、寒冷地等で、冬場の雪又は氷を貯えた氷冷室を活用して、この氷冷室内の冷気を熱源パイプに圧送する手段を設け、これを前述の気体供給端部に接続することで、安価な設備を構築することが可能になる。
また、植物地上部周辺に配置したヒートパイプの外周面にマイナスイオン発生源を粉末状で付着させることで、ヒートパイプ外周からマイナスイオンを放出させて植物地上部に効果的に浴びせることができる。また、マイナスイオン発生源を石英斑岩の微粉末にすると真空パイプの金属と石との電位差で微電流が起こり、この微電流が植物地上部上に放射されるので、微電流の育成向上効果によって効果的な植物育成を促すことができる。
また、このようなヒートパイプを配置した施設に対して、植物地上部の上方にLED光源を配置する構成を付加することで、LED光線による育成、病害虫忌避を効果的に追加することができる。
以下に、本考案の実施形態を図面と共に説明する。図2は、本考案の一実施形態であって、トンネル栽培施設に本考案の植物栽培装置を装備した例を示したものである。トンネル栽培施設1は、圃場面上に畝を形成した培地Aをビニル等で覆った施設であり、この施設内で培地Aに植えられた植物Bを栽培するものである。このトンネル栽培施設1において、施設内の植物地上部周辺にヒートパイプHを配置している。この例では、トンネル栽培施設1内の上部にヒートパイプHを配置しているが、その位置は特に限定されるものではない。要するに、トンネル栽培施設1内の暖房又は冷房が可能であって、ヒートパイプから放射される赤外線電磁波等を効果的に植物Bの地上部に浴びせることができる位置であればよい。
ところで、ヒートパイプHは、前述した図1の構造を具備するものであるが、熱源パイプH2に熱を供給すると、熱源パイプH2の管壁から熱媒体流体H3に熱が伝わり、真空パイプH1内では熱媒体流体H3の液界面から蒸気流が発生する。そして、発生した蒸気流が熱源パイプH2内を流れる熱源から潜熱を含み真空パイプH1に向かい音速に近い速さで熱輸送を行う。蒸気流の含んだ潜熱は真空パイプH1の管壁で外気と熱交換されて管外に放出され、熱が放出された蒸気は再び熱媒体流体H3に戻る。この蒸発と凝縮のサイクルは熱源パイプH2内に熱が供給される間連続的に行われる。
また、発生した蒸気流の動きは真空パイプH1内壁にぶつかったときの衝撃エネルギーで真空パイプH1を振動させる。この振動によって、真空パイプH1からは熱と共に赤外線電磁波や超音波が放出されることになる。このヒートパイプHから放出される赤外線電磁波や超音波は、植物体内にある水分の活性化等によって植物の生育を向上させることが知られている。
更に、真空パイプH1の外周にマイナスイオン発生源を付着されると、前述した蒸気流の衝撃エネルギーによって効果的にマイナスイオンを発生させることができ、また、マイナスイオン発生源として、石英斑岩等を粉末状にして付着させた場合には、真空パイプH1の金属と石との電位差で微電流が起こり、この微電流によっても有効な電磁波が放出されることになる。
すなわち、本考案の植物栽培装置によると、ヒートパイプHを植物地上部周辺に配置しているので、地上部周辺を効果的に暖房又は冷房でき、適温での栽培が可能になるだけでなく、赤外線電磁波,超音波,マイナスイオン,或いは微電流に伴う電磁波の影響を効果的に植物に与えることで、植物の活性状態を維持して、植物の育成を更に促進することができる。
更に、本考案の実施形態では、トンネル栽培施設1の上部にLED光源Lを配置している。このLED光源からの放射光線は、植物の育成及び害虫の忌避効果があることが知られており、これを追加することで、病虫害を防ぎ、より効果的な栽培を行うことができる。
このようなヒートパイプHの配置を可能にするためには、ヒートパイプHの稼働時の全重量を軽量化することが必要になる。本考案では、この要求に対して、熱源パイプH2内に供給する熱源流体を気体にすることで対応している。
図3に示す実施形態は、ヒートパイプHの熱源流体を加熱気体とする場合、即ち、施設内を暖房する場合の例である。この例では、複数並んだトンネル栽培施設1のそれぞれに前述したようにヒートパイプHを配置し、このヒートパイプHの熱源パイプH2を気体供給パイプ2で連結している。そして、気体供給パイプ2の端部、すなわち、熱源パイプH2の気体供給端部に、熱風圧送装置10が接続されている。
この熱風圧送装置10は、内部にコイル等の加熱手段を備えると共にこの加熱手段を駆動する駆動装置11を備えており、加熱手段を備える装置内部に加圧空気を供給するための圧縮機12を装備するものである。この例では、駆動装置11及び圧縮機12の作動をトンネル栽培施設1内に設けた温度センサ3の検出結果に基づいてオンオフする温度制御手段13を装備している。
このような熱風圧送装置10が接続された本考案の植物栽培装置によると、トンネル栽培施設1等の施設内に配置されたヒートパイプHに対して円滑に加熱気体を供給することができ、施設内の上昇温度に応じて熱風圧送装置10の作動を制御することができる。
図4に示す実施形態は、ヒートパイプHの熱源流体を冷却気体とする場合、即ち、施設内を冷房する場合の例である。この例では、複数並んだトンネル栽培施設1のそれぞれに前述したようにヒートパイプHを配置し、このヒートパイプHの熱源パイプH2に気体供給パイプ2を並列的に連結している。そして、気体供給パイプ2の端部、すなわち、熱源パイプH2の気体供給端部に、氷冷室4内の冷気を圧送して供給する供給手段(ポンプ5)がホース6を介して接続されている。
ここで利用される氷冷室4は、寒冷地で冬場に降った雪或いは凍らせた氷を貯えた施設であり、特に寒冷地では、夏場でも断熱状態を適正に維持することで、冬場の雪や氷を解かさないで保つことができ、これを利用することで、特に高価な冷却施設を設けることなく、冷気をヒートパイプHに供給することができる。
図5は、本考案の他の実施形態を示したものである。前述した実施形態と同一箇所は同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施形態は、トンネル栽培施設1を外側のビニルカバー21と内カバー22によって構成し、培地A上にマルチ20を施したものである。そして、このマルチ20と内カバー22を共に石英斑岩を含む不織物で形成した。これによって、ヒートパイプHからの熱を受けて、トンネル栽培施設1内部を覆うマルチ20と内カバー22から、赤外線電磁波、マイナスイオン、微電流による電磁波が放出されることになり、より効果的な栽培を促すことが可能になる。
なお、ここでは、図1に示した多重パイプから成るヒートパイプを採用した例を示して説明したが、ヒートパイプの形態はこれに限らず各種の形態を採用することが可能である。図6(a)に示した例は、真空パイプH1内にウイックW(毛細管作用を有する材料)とこのウイック内を毛細管現象によって移動する熱媒体流体とを備えたヒートパイプHを採用した例である。この例では、熱源パイプH2からの熱が真空パイプH1の端部に伝わり、そこで熱媒体流体を蒸発させて蒸気流Jを形成する。図6(b)はこのヒートパイプHをトンネル栽培施設1内設置した状態を示したものであるが、真空パイプH1と熱源パイプH2が並列配置されている。
このように、本考案の植物栽培装置によると、熱源流体として気体を用いて、ヒートパイプの全重量を軽量化することで、ヒートパイプの設置位置に自由度を持たせ、より植物の生育に適するヒートパイプの活用を実現することができる。また、安価な設備で効果的な冷房又は暖房を行うことができる植物栽培装置を提供することができる。
また、本考案の植物栽培装置によると、植物栽培後に、熱風圧送装置10を稼働してトンネル栽培施設1内のヒートパイプHからの放熱でトンネル内を高温に保ち、LED放射では駆除できなかった害虫駆除を行うことが可能である。
1 トンネル栽培施設
2 気体供給パイプ
3 温度センサ
4 氷冷室
5 ポンプ
6 ホース
10 熱風圧送装置
11 駆動装置
12 圧縮機
13 温度制御手段
20 マルチ
21 ビニルカバー
22 内カバー
H ヒートパイプ
H1 真空パイプ
H2 熱源パイプ
H3 熱媒体流体
L LED
2 気体供給パイプ
3 温度センサ
4 氷冷室
5 ポンプ
6 ホース
10 熱風圧送装置
11 駆動装置
12 圧縮機
13 温度制御手段
20 マルチ
21 ビニルカバー
22 内カバー
H ヒートパイプ
H1 真空パイプ
H2 熱源パイプ
H3 熱媒体流体
L LED
Claims (6)
- 熱源パイプから流入する熱を放出するヒートパイプを用いた植物栽培装置であって、
植物栽培施設内の植物地上部周辺に前記ヒートパイプを配置し、前記ヒートパイプの熱源パイプには、加熱気体又は冷却気体を加圧供給することを特徴とする植物栽培装置。 - 前記植物栽培施設はトンネル栽培施設であり、該トンネル栽培施設内の上部に前記ヒートパイプを配置することを特徴とする請求項1に記載された植物栽培装置。
- 前記熱源パイプの気体供給端部には、圧縮機で加圧された供給気体を加熱して圧送する熱風圧送装置が接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の植物栽培装置。
- 前記熱源パイプの気体供給端部には、氷冷室内の冷気を圧送して供給する供給手段が接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の植物栽培装置。
- 前記ヒートパイプの外周面にはマイナスイオン発生源が粉末状で付着されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された植物栽培装置。
- 前記植物地上部の上方にLED光源を配置することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載された植物栽培装置。
Priority Applications (1)
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JP2005011042U JP3120078U (ja) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | 植物栽培装置 |
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JP2005011042U JP3120078U (ja) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | 植物栽培装置 |
Publications (1)
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JP3120078U true JP3120078U (ja) | 2006-03-23 |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008113613A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Agri Vingt Et Un Co Ltd | 超促成発芽システム及び超促成栽培システム |
JP2009543282A (ja) * | 2006-07-04 | 2009-12-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 温室において配置される半導体ベース装置の冷却 |
-
2005
- 2005-12-27 JP JP2005011042U patent/JP3120078U/ja not_active Expired - Fee Related
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